三阶系数矩阵第一列全为0,齐次线性方程组怎么解

作者&投稿:丛霞 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么系数矩阵的秩等于系数矩阵的列数时,齐次线性方程组只有零解???谢谢~

因为系数矩阵的秩等于系数矩阵的列数
所以系数矩阵的极大线性无关列向量的个数等于系数矩阵的列数
即该系数矩阵的所有列向量组成一个极大线性无关组
令这些列向量分别为a1 a2 ... an
则方程k1a1+k2a2+...+knan=0只有零解
即这些列向量组成的系数矩阵所表示的齐次线性方程组只有零解

首先,齐次线性方程组,肯定有零解。
如果系数矩阵行列式不等于0,则系数矩阵可逆,Ax=0,等式左右同时左乘A逆,得到x=0,
即只有零解。
否则(即系数矩阵行列式等于0时),有其他解(即非零解)。

扩展资料:
性质:
常数项全为0的n元线性方程组

称为n元齐次线性方程组。设其系数矩阵为A,未知项为X,则其矩阵形式为AX=0。若设其系数矩阵经过初等行变换所化到的行阶梯形矩阵的非零行行数为r,则它的方程组的解只有以下两种类型:
当r=n时,原方程组仅有零解;
当r<n时,有无穷多个解(从而有非零解)。
证明
对齐次线性方程组的系数矩阵施行初等行变换化为阶梯型矩阵后,不全为零的行数r(即矩阵的秩)小于等于m(矩阵的行数),若mr,则其对应的阶梯型n-r个自由变元,这个n-r个自由变元可取任意取值,从而原方程组有非零解(无穷多个解)。
示例

依照定理n=4>m=3一定是存在非零解。
对系数矩阵施行初等行变换:

最后一个矩阵为最简形,此系数矩阵的齐次线性方程组为:

令X4为自由变元,X1,X2,X3为首项变元。
令X4=t,其中t为任意实数,原齐次线性方程组的解为

参考资料来源:百度百科--齐次线性方程组

  • 【0,a₁₂,a₁₃】[x1]. . .[0]

  • 【0,a₂₂,a₂₃】[x2] = [0] ----- AX=0

  • 【0,a₃₂,a₃₃】[x3]. . .[0]

  • 由于系数矩阵第一列全为0,相当变量x1已销失,系数矩阵的秩 r<3。

  • 如果 r=1,可选x2(或者x3)为求解变量:此时的解为:{x1任意,x2=0,x3任意}

  • 如果 r=2,选择x2和x3为求解变量:此时的解为:{x1任意,x2=x3=0}。当然可以写成基础解系的形式。




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